CN105502549A

CN105502549A - 一种共聚浮沉池及净水方法

Info

Publication number: CN105502549A
Application number: CN201610037949.8A
Authority: CN
Inventors: 王永磊; 刘宝震; 张克峰; 王宁; 王珊; 杜振忠; 贾瑞宝; 宋武昌; 李儒存; 孙中训; 李佳宁; 王萌萌
Original assignee: Shandong Jianzhu University
Current assignee: Shandong Jianzhu University
Priority date: 2016-01-21
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2036-01-21
Also published as: CN105502549B

Abstract

本发明的共聚浮沉池，包括用于实现絮体和微气泡混凝和共聚的多通道折板共聚絮凝池；连接于多通道折板共聚絮凝池后端的浮沉池，以实现泡絮体与水流的分离、将不能气浮的沉降性絮凝体沉淀；以及与浮沉池的出水端相连接的溶气系统，溶气系统与多通道折板共聚絮凝池和浮沉池相连接为多通道折板共聚絮凝池和浮沉池提供回流高压溶气水。该共聚浮沉池将回流高压溶气水分三次投加，与絮凝工艺有机组合在一起，创造微气泡与絮体共聚环境，形成的泡絮体稳定不易分离，解决了传统溶气气浮工艺对颗粒粘附效率低、捕集效果不理想、泡絮体粘附不稳定等问题，使得混凝、气浮、沉淀工艺有机结合并一体化，应对高藻、低浊以及突发高浊等水库水质具有突出优势。

Description

一种共聚浮沉池及净水方法

技术领域

本发明涉及一种共聚浮沉池及净水方法，属于水处理技术领域。

背景技术

目前水库水源污染问题日益突出，其中藻污染尤为严重。目前水库水易呈现夏季多藻，冬季低温低浊的特性，夏季雨季呈现高浊特性。随着水源富营养化程度逐年加剧，藻类繁殖日益严峻，尤其在温度变化较大的春秋两季，藻类爆发现象时有发生，对水厂的运行和供水安全造成一定威胁。藻类的密度小，传统的混凝、沉淀、过滤工艺很难将其有效去除，带来滤池堵塞、反冲洗周期变短、处理成本增加、出水水质变差等一系列问题，某些藻类在一定的环境下还会产生藻毒素，对供水安全造成威胁。

传统气浮工艺作为一种高效、快速的固液分离技术在水处理领域得到推广，目前已较广泛地应用于低温、低浊及富藻水体的净化处理。但传统气浮技术采用溶气水一次回流的方式，即原水经过充分混凝后回流溶气水，回流溶气水产生的微气泡并不参与颗粒混凝过程，微气泡与脱稳颗粒碰撞粘附，微气泡与颗粒碰撞接触滞后、接触时间短，相当于微气泡与絮体的二次絮凝，絮凝过程较长，且净水过程中不能充分发挥微气泡与絮体的共聚作用，微气泡与絮体的粘附效率不高，微气泡有效利用率低。

溶气气浮工艺中，微气泡与絮体颗粒在水中粘附过程及粘附结合机理主要遵循碰撞粘附机理，微气泡与絮体颗粒之间的碰撞粘附过程分解为三个子过程：（1）碰撞过程，即两者间距逐步缩小至相遇的过程；（2）粘附，即两者之间液膜厚度变薄至破裂，最终形成稳定的三相接触角的过程；（3）脱附，即泡絮结合体的再分离，如果剪切动能（或其他形式的扰动能量）超过粘附能，微气泡、颗粒便会再次分离。传统溶气气浮工艺中加压溶气水的实际消耗量远远高于根据水中固体颗粒浓度确定的加压溶气水的理论消耗量。因此，传统溶气气浮工艺在接触室构造、水流特征、泡絮粘附方式等方面还有很大的优化空间，可以进一步提高泡絮粘附效率。

传统溶气气浮工艺单设一级接触室，微气泡与颗粒在接触室中同向流动完成碰撞与粘附过程，微气泡与悬浮物的接触时间短，造成接触区泡絮体粘附效率低、捕集效果差、泡絮体粘附不稳定等问题，净水效果不理想。传统的微气泡-颗粒粘附行为发生在胶体颗粒脱稳凝聚后，此过程往往在絮体颗粒混凝过程完成后，此时胶体颗粒已经脱稳凝聚，形成相对较大的絮体，絮体再次与通入的微气泡发生二次粘附行为。传统碰撞粘附后的泡絮体往往絮体更加松散，在上浮过程中，容易受到水流阻力的干扰，使得微气泡-颗粒发生脱附。理想的碰撞粘附过程发生在胶体颗粒刚刚脱稳尚未凝聚过程时，通入微气泡，微气泡与刚脱稳颗粒相互粘附，此时形成的泡絮体，微气泡往往在泡絮体内部，然后气微泡-颗粒共聚并大形成更大的泡絮体，此时形成的泡絮体含气量大，形成的泡絮体更加结实，微气泡脱附更加稳定，这种作用称为共聚作用，微气泡直接参与凝聚过程并与絮粒共聚并大，称之为“共聚气浮”。共聚过程中微气泡参与絮体的凝聚反应过程，絮体在微气泡的生成过程中充当了“核”的作用，形成絮体-微气泡-颗粒复合的共聚体，显著提高了微气泡与絮体的碰撞粘附效率，增强了泡絮体的稳定性，共聚形成的浮渣在上浮过程中不易受到水流阻力的影响而发生脱附。因此，共聚气浮与常规气浮工艺具有显著区别，常规气浮是仅把反应完善、絮粒已结大、微气泡主要粘附在絮粒周围。因此共聚气浮具有夹气絮粒的稳定性好、受水力负荷影响小、絮凝混合反应时间短、混凝剂投药量少等优点。在气浮运行过程中，在混凝-气浮过程中创造实现共聚气浮良好条件，强化微气泡与絮粒共聚作用，将有重要的意义。

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种共聚浮沉池及净水方法，该共聚浮沉池将回流高压溶气水分三次投加，与絮凝工艺有机组合在一起，创造微气泡与絮体共聚环境，微气泡粘附在絮粒中间，微气泡参与凝聚过程发挥共同凝聚作用，同时微气泡嵌在絮粒中间不易脱附，形成的泡絮体稳定不易分离，解决了传统溶气气浮工艺对颗粒粘附效率低、捕集效果不理想、泡絮体粘附不稳定等问题，使得混凝、气浮、沉淀工艺有机结合并一体化，应对高藻、低浊以及突发高浊等水库水质具有突出优势。

本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种共聚浮沉池，包括：

用于实现絮体和微气泡混凝和共聚的多通道折板共聚絮凝池；

连接于多通道折板共聚絮凝池后端的浮沉池，以实现泡絮体与水流的分离、将不能气浮的沉降性絮凝体沉淀；以及，

与浮沉池的出水端相连接的溶气系统，所述溶气系统与多通道折板共聚絮凝池和浮沉池相连接为多通道折板共聚絮凝池和浮沉池提供回流高压溶气水。

根据本发明优选的，所述多通道折板共聚絮凝池包括沿水流方向依次连接的异波折板共聚絮凝池、同波折板共聚絮凝池和平板折板共聚絮凝池，异波折板共聚絮凝池的前端上方设置有进水管以及设置于进水管和异波折板共聚絮凝池之间盛放混凝剂的加药管，平板折板共聚絮凝池的底部设置有排泥管，所述异波折板共聚絮凝池与同波折板共聚絮凝池之间、同波折板共聚絮凝池与平板折板共聚絮凝池之间均通过隔板Ⅰ隔开，异波折板共聚絮凝池、同波折板共聚絮凝池和平板折板共聚絮凝池内也分别通过隔板Ⅰ隔成若干个隔断，多通道折板共聚絮凝池内所有隔板Ⅰ自前往后依次交替设置于多通道折板共聚絮凝池的顶部和底部，设置于顶部的隔板Ⅰ与多通道折板共聚絮凝池的底部之间留有空隙、设置于底部的隔板Ⅰ与多通道折板共聚絮凝池的顶部之间留有空隙以使得所有隔断之间水流上下交替往后流动；异波折板共聚絮凝池的每个隔断内分别装填有若干个异波折板，同波折板共聚絮凝池的每个隔断内分别装填有若干个同波折板，平板折板共聚絮凝池的每个隔断内分别装填有若干个平板折板。

根据本发明优选的，所述异波折板、同波折板和平板折板均为竖直排列，异波折板和同波折板的折板夹角均为120°、折板波高均为0.3m。

根据本发明优选的，所述浮沉池包括沿水流方向依次连接的回流型气浮池和斜板沉淀池，回流型气浮池与斜板沉淀池之间通过隔板Ⅱ隔开且隔板Ⅱ与浮沉池的顶部和底部之间均留有空隙；所述回流型气浮池包括同向接触区、气浮分离区、设置于气浮分离区上方水面上的刮渣机以及位于刮渣机后方的浮渣槽，隔板Ⅱ的顶端低于浮渣槽的槽口且隔板Ⅱ的顶端与浮渣槽的槽口之间设置一斜板，同向接触区与气浮分离区之间通过设置于回流型气浮池底部的隔墙隔开，隔墙的上端与回流型气浮池的顶部之间留有空隙使得水流通过，气浮分离区内设置有一端固定于隔板Ⅱ上的倾斜回流导流板，隔墙的下方且与回流导流板的延长线交界处设置有回流孔。

根据本发明优选的，所述溶气系统包括回流管以及从右向左依次设置于回流管上的回流水泵、溶气罐和若干个溶气释放器，溶气罐通过空压机提供压缩空气。

根据本发明优选的，所述溶气释放器为3个，分别为设置于同波折板共聚絮凝池底部的溶气释放器Ⅰ、设置于平板折板共聚絮凝池底部的溶气释放器Ⅱ和设置于同向接触区底部的溶气释放器Ⅲ，所述溶气释放器Ⅰ和溶气释放器Ⅱ分别设置于同波折板共聚絮凝池和平板折板共聚絮凝池中水流自上而下的隔断底部，溶气释放器Ⅲ的释放口位于回流孔的中上部。

一种利用上述共聚浮沉池的净水方法，包括步骤如下：

S1、经过投加混凝剂后的原水由进水管进入多通道折板共聚絮凝池，水流依次流经异波折板共聚絮凝池、同波折板共聚絮凝池和平板折板共聚絮凝池；

S2、当原水为高藻水质或低浊水质时，执行步骤S3，所述高藻水质时，含藻量为10⁶个/L-10⁸个/L、浊度为5-20NTU，所述低浊水质时，含藻量为10⁴个/L-10⁶个/L、浊度为2-5NTU；当原水为高浊水质时，直接执行步骤S4，所述高浊水质时，含藻量为10⁶个/L-10⁷个/L、浊度为80-100NTU；

S3、开启溶气系统为同波折板共聚絮凝池、平板折板共聚絮凝池和回流型气浮池提供回流高压溶气水，所述同波折板共聚絮凝池和平板折板共聚絮凝池内的絮体分别与溶气释放器Ⅰ和溶气释放器Ⅱ释放的回流高压溶气水逆向碰撞接触凝聚产生共聚作用形成泡絮体；经过多通道折板共聚絮凝池共聚后的泡絮体随水流进入回流型气浮池，泡絮体首先在气浮接触区与溶气释放器Ⅲ释放的回流高压溶气水进行同向流粘附接触，而后进入气浮分离区，实现泡絮体与水流的分离；对于气泡附着不足、上浮缓慢的泡絮体，通过导流回流板和回流孔所产生的循环流，再次给以相互接触和气泡附着的机会从而使其上浮，浮渣由刮渣机收集进入浮渣槽；对于不能气浮的沉降性泡絮体，随水流进入斜板沉淀池，经过中部斜板区的斜板沉淀，进一步去除水中粒度较大、不易上浮的悬浮物，使水通过出水管排出，沉淀污泥通过排泥管排出；

S4、原水经过异波折板共聚絮凝池、同波折板共聚絮凝池和平板折板共聚絮凝池的混凝后，进入回流型气浮池，上浮的浮渣由刮渣机收集进入浮渣槽，不能上浮的沉降性泡絮体进入斜板沉淀池，经过中部斜板区的斜板沉淀，使得沉淀后的水通过出水管排出，沉淀污泥通过排泥管排出。

根据本发明优选的，步骤S1中，异波折板共聚絮凝池、同波折板共聚絮凝池和平板折板共聚絮凝池中水流流速分别为0.25-0.35m/s、0.15-0.25m/s和0.10-0.15m/s，异波折板共聚絮凝池、同波折板共聚絮凝池和平板折板共聚絮凝池的水力停留时间分别为5min、5min和5min。

根据本发明优选的，步骤S3中，回流高压溶气水的压力为0.30-40Mpa，回流比为10%-12%，回流高压溶气水回流至异波折板共聚絮凝池、同波折板共聚絮凝池和平板折板共聚絮凝池的比例为1:2:7；所述回流型气浮池和斜板沉淀池的表面负荷分别为6.0m³/m².h和7.0m³/m².h。

本发明的有益效果是：

1、本发明对传统溶气气浮装置进行改进，采用了三级多通道折板共聚絮凝池，且回流高压溶气水分三次投加。在同波折板共聚絮凝池和平板折板共聚絮凝池中，原水从上向下流动，溶气释放器产生的微气泡由下向上运动，絮体与微气泡逆向流动，依靠水力混合作用完成微气泡与絮体的充分碰撞，与絮体凝聚并大；而后进入回流型气浮池的同向接触区，回流高压溶气水与原水同向流动接触，形成稳定的泡絮体上浮至气浮分离室。原水中絮体与微气泡顺次经过2次碰撞接触和1次粘附接触，延长了微气泡与悬浮物的碰撞粘附时间，显著提高了微气泡和絮体的相互作用，强化了微气泡的粘附能力，使得微气泡和悬浮物的碰撞效率、粘附效率大大提高。

2、本发明的共聚气浮工艺，共聚作用强化了泡絮体的稳定性。通过优化混凝体系，使微气泡直接参与絮凝并和絮粒共聚并大，共聚作用显著增强，气泡包裹在絮粒中间，充分发挥了气泡的凝聚作用，微气泡夹在絮粒中间而不易脱附，泡絮体上浮过程中不易被水流冲散，形成的浮渣泡絮体不易脱附，因此共聚作用强化了泡絮体的稳定性。

3、本发明的回流型气浮池具有回流导流板及回流孔，回流孔位于回流导流板的延长线交界处附近，且溶气释放器Ⅲ的释放口位于回流孔的中上部，对气泡附着得不够或上浮缓慢的泡絮体，依靠倾斜回流导流板及回流孔所产生的循环流，再次给以相互接触和气泡附着的机会从而使其上浮，提高了气浮效率，且使得上浮分离的水不会混入后面的斜板沉淀池，提高了分离效果。

4、本发明的浮沉池，运行方式灵活，对原水水质变化的适应能力很强。气浮与沉淀进行协同固液分离作用，原水藻类浓度高时，开启溶气系统，原水藻类浓度低或泥沙含量高时，这时不开启溶气系统，主要以浮沉池的沉淀为主，因此能够有效降低运行费用，并且，由于溶气系统启动快、允许间歇运行，比较容易实现两种运行方式的切换。另外，通过选择开启不同的溶气释放器，实现气浮单元与斜板沉淀单元的灵活切换，强化了工艺应对水质变化风险的能力，具有应对水质变化适应性强、结构简单、效率高、运行方便等优点，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1为本发明共聚浮沉池的结构示意图。

图中：1.进水管；2.异波折板共聚絮凝池；3.同波折板共聚絮凝池；4.平板折板共聚絮凝池；5.回流型气浮池；6.斜板沉淀池；7.出水管；8.同向接触区；9.回流孔；10.气浮分离区；11.回流导流板；12.刮渣机；13.回流水泵；14.空压机；15.溶气罐；16.回流管；17.溶气释放器；17-1.溶气释放器Ⅰ；17-2.溶气释放器Ⅱ；17-3.溶气释放器Ⅲ；18.异波折板；19.同波折板；20.平板折板；21.排泥管；22.加药管；23.浮渣槽；24.隔板Ⅰ；25.隔板Ⅱ；26.隔墙；27.斜板。

具体实施方式

为了便于本领域人员更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本发明的保护范围。

实施例1、

如图1所示，本发明的共聚浮沉池，包括：用于实现絮体和微气泡混凝和共聚的多通道折板共聚絮凝池；连接于多通道折板共聚絮凝池后端的浮沉池，以实现泡絮体与水流的分离、将不能气浮的沉降性絮凝体沉淀；以及，与浮沉池的出水端相连接的溶气系统，所述溶气系统与多通道折板共聚絮凝池和浮沉池相连接为多通道折板共聚絮凝池和浮沉池提供回流高压溶气水。

所述多通道折板共聚絮凝池包括沿水流方向依次连接的异波折板共聚絮凝池2、同波折板共聚絮凝池3和平板折板共聚絮凝池4，异波折板共聚絮凝池2的前端上方设置有进水管1以及设置于进水管1和异波折板共聚絮凝池2之间盛放混凝剂的加药管22，平板折板共聚絮凝池4的底部设置有排泥管21，所述异波折板共聚絮凝池2与同波折板共聚絮凝池3之间、同波折板共聚絮凝池3与平板折板共聚絮凝池4之间均通过隔板Ⅰ24隔开，异波折板共聚絮凝池2、同波折板共聚絮凝池3和平板折板共聚絮凝池4内也分别通过隔板Ⅰ24隔成若干个隔断，本实施例优选为异波折板共聚絮凝池2、同波折板共聚絮凝池3和平板折板共聚絮凝池4内均隔成3个隔断，多通道折板共聚絮凝池内所有隔板Ⅰ24自前往后依次交替设置于多通道折板共聚絮凝池的顶部和底部，设置于顶部的隔板Ⅰ24与多通道折板共聚絮凝池的底部之间留有空隙、设置于底部的隔板Ⅰ24与多通道折板共聚絮凝池的顶部之间留有空隙以使得所有隔断之间水流上下交替往后流动；异波折板共聚絮凝池2的每个隔断内分别装填有若干个等间距竖直排列的异波折板18，同波折板共聚絮凝池3的每个隔断内分别装填有若干个等间距竖直排列的同波折板19，平板折板共聚絮凝池4的每个隔断内分别装填有若干个等间距竖直排列的平板折板20，本实施例优选异波折板18和同波折板19的折板夹角均为120°、折板波高均为0.3m，上述三种折板均为塑料板，其中异波折板18和同波折板19为塑料板拼装而成。所述多通道折板共聚絮凝池的前方采用异波折板，中部采用同波折板，后方采用平板折板，使得水流在异波折板之间缩放流动或在同波折板之间曲折流动且连续不断，以致形成众多的小漩涡，提高了颗粒碰撞絮凝效果，又因平板对水流影响较小，对泡絮体扰动也较小，这样组合有利于泡絮体逐步成长且不易破碎。

所述浮沉池包括沿水流方向依次连接的回流型气浮池5和斜板沉淀池6，浮沉池将气浮和沉淀有机结合在同一个装置内，具有气浮池和沉淀池双重特点和作用，可以很好的降低浊度且可以去除有机物，回流型气浮池5与斜板沉淀池6之间通过隔板Ⅱ25隔开且隔板Ⅱ25与浮沉池的顶部和底部之间均留有空隙。

传统气浮分离区内，没有充分附着气泡的絮凝体，在分离室内处于一种不沉不浮的悬浮状态，如果要浮至液面则需很长时间，为了解决该问题，本发明设计了一种回流型气浮池5，所述回流型气浮池5包括同向接触区8、气浮分离区10、设置于气浮分离区上方水面上的刮渣机12以及位于刮渣机后方的浮渣槽23，隔板Ⅱ25的顶端低于浮渣槽23的槽口且隔板Ⅱ25的顶端与浮渣槽23的槽口之间设置一斜板27，同向接触区8与气浮分离区10之间通过设置于回流型气浮池5底部的隔墙26隔开，隔墙26的上端与回流型气浮池5的顶部之间留有空隙使得水流通过，气浮分离区10内设置有一端固定于隔板Ⅱ25上的倾斜回流导流板11，隔墙26的下方且与回流导流板11的延长线交界处设置有回流孔9。对于附着足够气泡的絮凝体，在气浮分离区10内很快上浮至液面；对气泡附着得不够或上浮缓慢的絮凝体，则需依靠回流型气浮池5中的倾斜回流导流板11及回流孔9所产生的循环流，再次给以相互接触和气泡附着的机会从而使其上浮；另外，由于回流型气浮池5内回流导流板11的分割，上浮分离的水不会混入后面的斜板沉淀池6，提高了分离效果。

为应对水质变化，在回流型气浮池5的后面增加了斜板沉淀池6，所述斜板沉淀池6包括底部配水区、中部斜板区和顶部清水区，中部斜板区包括若干块并排放置的斜板，所述斜板与水平面夹角为60°，底部配水区的底部设置有排泥管21，水从下往上流动，污泥颗粒则沉淀于斜板的下方，当污泥颗粒累积到一定程度时，自动滑落，从排泥管21排出，顶部清水区的后端设置有排水管7用于将沉淀后的清水排出。

所述溶气系统包括与出水管7相连接的回流管16以及从右向左依次设置于回流管16上的回流水泵13、溶气罐15和3个溶气释放器17，溶气罐15通过空压机14提供压缩空气，所述3个溶气释放器分别为设置于同波折板共聚絮凝池3底部的溶气释放器Ⅰ17-1、设置于平板折板共聚絮凝池4底部的溶气释放器Ⅱ17-2和设置于同向接触区8底部的溶气释放器Ⅲ17-3，所述溶气释放器Ⅰ17-1和溶气释放器Ⅱ17-2分别设置于同波折板共聚絮凝池3和平板折板共聚絮凝池4中水流自上而下的隔断底部，溶气释放器Ⅲ17-3的释放口位于回流孔9的中上部。溶气系统的使用是根据原水水质而定，当原水水质为高藻或低温低浊时，开启溶气系统，实现气浮和沉淀协同作用；当原水水质为高浊时，溶气系统不启动，主要利用沉淀工艺。

通过在回流型气浮池5内设置倾斜回流导流板11以及位于回流导流板11的延长线交界处附近的回流孔9，且溶气释放器Ⅲ17-3的释放口位于回流孔9的中上部这几个重要结构及其位置关系，实现对气泡附着得不够或上浮缓慢的絮凝体，循环回流，再次与微气泡碰撞粘附。

实施例2、

在某水库，夏季高藻季节，呈现高藻水质特性，其含藻量为5.0×10⁷个/L，浊度为15NTU。

利用实施例1所述共聚浮沉池对该水库的水进行净化，其包括步骤如下：

S1、投加混凝剂聚合氯化铝铁（PAFC），投加量为4.0mg/L（以Al³⁺计），由进水管1进入多通道折板共聚絮凝池，水流依次流经异波折板共聚絮凝池2、同波折板共聚絮凝池3和平板折板共聚絮凝池4，异波折板共聚絮凝池2、同波折板共聚絮凝池3和平板折板共聚絮凝池4中水流流速分别为0.25-0.35m/s、0.15-0.25m/s和0.10-0.15m/s，异波折板共聚絮凝池2、同波折板共聚絮凝池3和平板折板共聚絮凝池4的水力停留时间分别为5min、5min和5min。多通道折板共聚絮凝池中混凝过程分为三个阶段，一是混凝剂与悬浮物的快速混合阶段，二是微小絮体慢速生长阶段，三是大颗粒絮体快速形成阶段。絮体成长过程中经历了絮粒、絮团、絮网三个形态过程：在异波折板共聚絮凝池2中主要为混合和微小絮体慢速生长阶段，絮体形态主要为微小絮粒；在同波折板共聚絮凝池3中主要为微小絮体逐渐长大阶段，絮体形态由絮粒生长成为絮团；在平板折板共聚絮凝池4中主要为大颗粒絮体快速形成阶段，絮体形态由絮团生长为絮网。

S2、开启溶气系统将回流高压溶气水分为三个回流点分别回流至为同波折板共聚絮凝池3、平板折板共聚絮凝池4和回流型气浮池5，回流高压溶气水中的微气泡的直径为20-50mm，回流高压溶气水的压力为0.30-40Mpa，回流比为10%-12%，回流高压溶气水回流至异波折板共聚絮凝池2、同波折板共聚絮凝池3和平板折板共聚絮凝池4的比例为1:2:7。所述同波折板共聚絮凝池3和平板折板共聚絮凝池4内的絮体分别与溶气释放器Ⅰ17-1和溶气释放器Ⅱ17-2释放的回流高压溶气水逆向碰撞接触使微气泡参与凝聚产生共聚作用形成泡絮体，微气泡嵌在絮粒中间不易脱附，经共聚气浮后，泡絮体的直径为100-300mm；经过多通道折板共聚絮凝池共聚后的泡絮体随水流进入回流型气浮池5，所述回流型气浮池5的表面负荷为6.0m³/m².h，泡絮体首先在气浮接触区8与溶气释放器Ⅲ17-3释放的回流高压溶气水进行同向流粘附接触，而后进入气浮分离区10，实现泡絮体与水流的分离；对于气泡附着不足、上浮缓慢的泡絮体，通过导流回流板11和回流孔9所产生的循环流，再次给以相互接触和气泡附着的机会从而使其上浮，浮渣由刮渣机12收集进入浮渣槽23；对于不能气浮的沉降性泡絮体，随水流进入斜板沉淀池6，所述斜板沉淀池6的表面负荷为7.0m³/m².h，经过中部斜板区的斜板沉淀，进一步去除水中粒度较大、不易上浮的悬浮物，使水通过出水管7排出，沉淀污泥通过排泥管21排出。

经过上述处理后的水，其共含藻量达到1.0×10⁵个/L，浊度达到0.6NTU。

实施例3、

在某水库，冬季，呈现低温低浊水质特性，其含藻量为5.0×10⁵个/L，浊度为3.5NTU。

利用实施例1所述的共聚浮沉池对该水库的水进行净化，与实施例2的区别在于：

步骤S1中，混凝剂聚合氯化铝铁（PAFC）的投加量为5.0mg/L（以Al³⁺计）。

经过上述处理后的水，其共含藻量达到2.0×10⁵个/L，浊度达到0.75NTU。

实施例4、

在某水库，夏季雨季时，呈现高浊水质特性，其含藻量为7.0×10⁶个/L，浊度为90NTU。

利用实施例1所述的共聚浮沉池对该水库的水进行净化，其包括步骤如下：

S1、投加混凝剂聚合氯化铝铁（PAFC），投加量为8.0mg/L（以Al³⁺计），由进水管1进入多通道折板共聚絮凝池，水流依次流经异波折板共聚絮凝池2、同波折板共聚絮凝池3和平板折板共聚絮凝池4，异波折板共聚絮凝池2、同波折板共聚絮凝池3和平板折板共聚絮凝池4中水流流速分别为0.25-0.35m/s、0.15-0.25m/s和0.10-0.15m/s，异波折板共聚絮凝池2、同波折板共聚絮凝池3和平板折板共聚絮凝池4的水力停留时间分别为5min、5min和5min。多通道折板共聚絮凝池中混凝过程分为三个阶段，一是混凝剂与悬浮物的快速混合阶段，二是微小絮体慢速生长阶段，三是大颗粒絮体快速形成阶段。絮体成长过程中经历了絮粒、絮团、絮网三个形态过程：在异波折板共聚絮凝池2中主要为混合和微小絮体慢速生长阶段，絮体形态主要为微小絮粒；在同波折板共聚絮凝池3中主要为微小絮体逐渐长大阶段，絮体形态由絮粒生长成为絮团；在平板折板共聚絮凝池4中主要为大颗粒絮体快速形成阶段，絮体形态由絮团生长为絮网。

S2、原水经过异波折板共聚絮凝池2、同波折板共聚絮凝池3和平板折板共聚絮凝池4的混凝后，进入回流型气浮池5，上浮的浮渣由刮渣机12收集进入浮渣槽23，不能上浮的沉降性泡絮体进入斜板沉淀池6，经过中部斜板区的斜板沉淀，使得沉淀后的水通过出水管7排出，沉淀污泥通过排泥管21排出。

经过上述处理后的水，其含藻量达到2.0×10⁵个/L，浊度达到2.0NTU。

所述实施例2-4分别描述了不同水质情况下，共聚浮沉池的运行方式。在水质为高澡或低温低浊时，开启溶气系统，使得浮沉池以气浮和沉淀联合方式运行；当水质为高浊时，由于气浮效果不佳，这时不开启溶气系统，主要以浮沉池的沉淀为主。溶气系统启动快、允许间歇运行，容易实现两种运行方式的切换。浮沉池的气浮和沉淀有机结合，能够适应原水水质的变化并保证出水水质，适应性强、结构简单、效率高、运行方便。

以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述作出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种共聚浮沉池，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的共聚浮沉池，其特征在于：所述多通道折板共聚絮凝池包括沿水流方向依次连接的异波折板共聚絮凝池（2）、同波折板共聚絮凝池（3）和平板折板共聚絮凝池（4），异波折板共聚絮凝池（2）的前端上方设置有进水管（1）以及设置于进水管（1）和异波折板共聚絮凝池（2）之间盛放混凝剂的加药管（22），平板折板共聚絮凝池（4）的底部设置有排泥管（21），所述异波折板共聚絮凝池（2）与同波折板共聚絮凝池（3）之间、同波折板共聚絮凝池（3）与平板折板共聚絮凝池（4）之间均通过隔板Ⅰ（24）隔开，异波折板共聚絮凝池（2）、同波折板共聚絮凝池（3）和平板折板共聚絮凝池（4）内也分别通过隔板Ⅰ（24）隔成若干个隔断，多通道折板共聚絮凝池内所有隔板Ⅰ（24）自前往后依次交替设置于多通道折板共聚絮凝池的顶部和底部，设置于顶部的隔板Ⅰ（24）与多通道折板共聚絮凝池的底部之间留有空隙、设置于底部的隔板Ⅰ（24）与多通道折板共聚絮凝池的顶部之间留有空隙以使得所有隔断之间水流上下交替往后流动；异波折板共聚絮凝池（2）的每个隔断内分别装填有若干个异波折板（18），同波折板共聚絮凝池（3）的每个隔断内分别装填有若干个同波折板（19），平板折板共聚絮凝池（4）的每个隔断内分别装填有若干个平板折板（20）。

3.根据权利要求2所述的共聚浮沉池，其特征在于：所述异波折板（18）、同波折板（19）和平板折板均（20）为竖直排列，异波折板（18）和同波折板（19）的折板夹角均为120°、折板波高均为0.3m。

4.根据权利要求1所述的共聚浮沉池，其特征在于：所述浮沉池包括沿水流方向依次连接的回流型气浮池（5）和斜板沉淀池（6），回流型气浮池（5）与斜板沉淀池（6）之间通过隔板Ⅱ（25）隔开且隔板Ⅱ（25）与浮沉池的顶部和底部之间均留有空隙；所述回流型气浮池（5）包括同向接触区（8）、气浮分离区（10）、设置于气浮分离区上方水面上的刮渣机（12）以及位于刮渣机后方的浮渣槽（23），隔板Ⅱ（25）的顶端低于浮渣槽（23）的槽口且隔板Ⅱ（25）的顶端与浮渣槽（23）的槽口之间设置一斜板（27），同向接触区（8）与气浮分离区（10）之间通过设置于回流型气浮池（5）底部的隔墙（26）隔开，隔墙（26）的上端与回流型气浮池（5）的顶部之间留有空隙使得水流通过，气浮分离区（10）内设置有一端固定于隔板Ⅱ（25）上的倾斜回流导流板（11），隔墙（26）的下方且与回流导流板（11）的延长线交界处设置有回流孔（9）。

5.根据权利要求4所述的共聚浮沉池，其特征在于：所述溶气系统包括回流管（16）以及从右向左依次设置于回流管（16）上的回流水泵（13）、溶气罐（15）和若干个溶气释放器（17），溶气罐（15）通过空压机（14）提供压缩空气。

6.根据权利要求5所述的共聚浮沉池，其特征在于：所述溶气释放器（17）为3个，分别为设置于同波折板共聚絮凝池（3）底部的溶气释放器Ⅰ（17-1）、设置于平板折板共聚絮凝池（4）底部的溶气释放器Ⅱ（17-2）和设置于同向接触区（8）底部的溶气释放器Ⅲ（17-3），所述溶气释放器Ⅰ（17-1）和溶气释放器Ⅱ（17-2）分别设置于同波折板共聚絮凝池（3）和平板折板共聚絮凝池（4）中水流自上而下的隔断底部，溶气释放器Ⅲ（17-3）的释放口位于回流孔（9）的中上部。

7.根据权利要求1-6任一所述的共聚浮沉池的净水方法，其特征在于：包括步骤如下：

S1、经过投加混凝剂后的原水由进水管（1）进入多通道折板共聚絮凝池，水流依次流经异波折板共聚絮凝池（2）、同波折板共聚絮凝池（3）和平板折板共聚絮凝池（4）；

S3、开启溶气系统为同波折板共聚絮凝池（3）、平板折板共聚絮凝池（4）和回流型气浮池（5）提供回流高压溶气水，所述同波折板共聚絮凝池（3）和平板折板共聚絮凝池（4）内的絮体分别与溶气释放器Ⅰ（17-1）和溶气释放器Ⅱ（17-2）释放的回流高压溶气水逆向碰撞接触凝聚产生共聚作用形成泡絮体；经过多通道折板共聚絮凝池共聚后的泡絮体随水流进入回流型气浮池（5），泡絮体首先在气浮接触区（8）与溶气释放器Ⅲ（17-3）释放的回流高压溶气水进行同向流粘附接触，而后进入气浮分离区（10），实现泡絮体与水流的分离；对于气泡附着不足、上浮缓慢的泡絮体，通过导流回流板（11）和回流孔（9）所产生的循环流，再次给以相互接触和气泡附着的机会从而使其上浮，浮渣由刮渣机（12）收集进入浮渣槽（23）；对于不能气浮的沉降性泡絮体，随水流进入斜板沉淀池（6），经过中部斜板区的斜板沉淀，进一步去除水中粒度较大、不易上浮的悬浮物，使水通过出水管（7）排出，沉淀污泥通过排泥管（21）排出；

S4、原水经过异波折板共聚絮凝池（2）、同波折板共聚絮凝池（3）和平板折板共聚絮凝池（4）的混凝后，进入回流型气浮池（5），上浮的浮渣由刮渣机（12）收集进入浮渣槽（23），不能上浮的沉降性泡絮体进入斜板沉淀池（6），经过中部斜板区的斜板沉淀，使得沉淀后的水通过出水管（7）排出，沉淀污泥通过排泥管（21）排出。

8.根据权利要求7所述的净水方法，其特征在于：步骤S1中，异波折板共聚絮凝池（2）、同波折板共聚絮凝池（3）和平板折板共聚絮凝池（4）中水流流速分别为0.25-0.35m/s、0.15-0.25m/s和0.10-0.15m/s，异波折板共聚絮凝池（2）、同波折板共聚絮凝池（3）和平板折板共聚絮凝池（4）的水力停留时间分别为5min、5min和5min。

9.根据权利要求7所述的净水方法，其特征在于：步骤S3中，回流高压溶气水的压力为0.30-40Mpa，回流比为10%-12%，回流高压溶气水回流至异波折板共聚絮凝池（2）、同波折板共聚絮凝池（3）和平板折板共聚絮凝池（4）的比例为1:2:7；所述回流型气浮池（5）和斜板沉淀池（6）的表面负荷分别为6.0m³/m².h和7.0m³/m².h。